Estructuras
Fuerzas
Fuerza:
Una fuerza es todo aquello capaz de deformar un
cuerpo (efecto estático) o de alterar su estado de
movimiento o reposo (efecto dinámico).
Esfuerzos
Esfuerzos:
La aplicación de fuerzas externas o cargas sobre un
cuerpo produce tensiones internas en su estructura que
reciben el nombre de esfuerzo.
Tipos de esfuerzos
Los tipos de esfuerzos que pueden
actuar sobre un elemento son:
Tracción o tensión
Compresión
Cortadura
Flexión
Torsión
Tipos de esfuerzos
Tracción
Se llama esfuerzo de tracción a toda carga o fuerza que
tiende a alargar el objeto sobre el que actúa.
Tipos de esfuerzos
Compresión
Se llama esfuerzo de compresión a toda carga o fuerza
que al actuar sobre un cuerpo sólido tiende a
comprimirlo.
Tipos de esfuerzos
Cortadura o cizalladura.
Se llama esfuerzo de cortadura a un par de fuerzas que
al actuar sobre un cuerpo sólido tienden a cortarlo en dos
mitades.
Tipos de esfuerzos
Flexión
Un elemento está sometido a flexión cuando sobre él
actúan una o más fuerzas que tratan de curvarlo. Actúan
al mismo tiempo el esfuerzo de tracción y el de
compresión.
Tipos de esfuerzos
Flexión
Tipos de esfuerzos
Torsión
Se llama esfuerzo de torsión a un par de fuerzas que el
actuar sobre un cuerpo sólido tienden a retorcerlo.
Estructuras
Definición:
Una estructura es todo elemento capaz
de soportar esfuerzos.
Las estructuras constituyen el esqueleto de
los mecanismos, edificios, puentes, etc.
Tipos de estructuras
Las estructuras, según sus elementos,
se pueden clasificar en:
Masivas
Entramadas
Trianguladas
Colgadas
Tipos de estructuras
Masivas
Formadas por superficies resistentes, pesadas y macizas.
Sus elementos son muros, bóvedas y arcos.
Tipos de estructuras
Entramadas
Tienen forma de retÃcula. Sus elementos son pilares y
vigas.
Tipos de estructuras
Trianguladas
Son resistentes y ligeras. Sus elementos son barras en
forma de triángulos.
Tipos de estructuras
Colgadas
Soportan el peso de la construcción con cables o barras.
Propiedades de las estructuras
Las propiedades de las estructuras
dependen de varios factores:
El tipo y posición de las fuerzas.
La forma de la estructura.
El tipo de material utilizado.
Propiedades de las estructuras
Las propiedades de las estructuras
son:
Estabilidad.
Resistencia.
Rigidez.
Propiedades de las estructuras
Estabilidad
Las estructuras deben ser estables para evitar la caÃda
por la acción de fuerzas.
Propiedades de las estructuras
Procedimientos para conseguir
una buena estabilidad:
Una buena cimentación.
Uso de anclajes.
Aumento de la superficie de la base
de apoyo.
Propiedades de las estructuras
Resistencia
Las estructuras deben ser resistentes para impedir que se
rompan por la acción de fuerzas.
Los elementos de una estructura deben contribuir a
soportar los esfuerzos que actúan sobre ella.
Propiedades de las estructuras
Rigidez
Las estructuras deben ser rÃgidas para evitar las
deformaciones por la acción de fuerzas.
El triángulo es el único polÃgono que no se deforma. Para
evitar la deformación de polÃgonos articulados se utilizan
barras diagonales. A este proceso se le denomina
triangulación.
Propiedades de las estructuras
Triangulación
El triángulo es el único polÃgono que no se deforma. Para
evitar la deformación de polÃgonos articulados se utilizan
barras diagonales. A este proceso se le denomina
triangulación.
Propiedades de las estructuras
Procedimientos para impedir que una
viga se curve:
Colocar columnas.
Colocar cables o tirantes.
Colocar una estructura con una altura h
grande.
Elementos de las estructuras
Elementos de las estructuras:
Vigas y pilares.
Barras y perfiles.
Cables, tirantes o tensores.
Elementos de las estructuras
Vigas y pilares
Las vigas y pilares son elementos de
las estructuras entramadas,
presentan una gran resistencia y se
encuentran en la mayorÃa de los
edificios.
Elementos de las estructuras
Vigas y pilares
La viga es una pieza horizontal, de
mayor dimensión longitudinal que
transversal. Soporta esfuerzos de
flexión y cortadura.
El pilar es una pieza vertical. Soporta
esfuerzos de compresión.
Elementos de las estructuras
Vigas y pilares
Los materiales utilizados en
las estructuras entramadas
son diversos: la madera (se
usa para construcciones de
pequeño tamaño), el acero (se
usa para estructuras de
grandes dimensiones) y el
hormigón armado (se usa en
la mayorÃa de construcciones).
Elementos de las estructuras
Vigas y pilares
La resistencia y rigidez de las vigas y pilares depende de
la cantidad y tipo de material y de la forma de la sección
o perfil.
Elementos de las estructuras
Barras y perfiles
Una estructura triangulada está constituida por barras
resistentes que se unen en forma de triángulos. Se
utilizan en construcciones de largas longitudes y ligeras.
Las barras de una estructura articulada suelen estar
sometidas a esfuerzos de tracción y de compresión.
Elementos de las estructuras
Barras y perfiles
Aunque para la construcción de cualquier tipo de
estructura no hace falta que sus elementos tengan un
perfil estándar, los técnicos han creÃdo conveniente
establecer unas formas (perfiles) determinadas que
resistan bien los esfuerzos y que resulten estéticamente
atractivas.
Elementos de las estructuras
Barras y perfiles
Algunos tipos de perfiles son los
siguientes:
Elementos de las estructuras
Cables, tirantes o tensores
Se utilizan en construcciones de gran resistencia y peso
reducido. Está constituida por cables o tirantes que se
utilizan para tensar o sostener algunas partes de la
estructura.
Los cables o tirantes resisten esfuerzos de tracción.
Elementos de las estructuras
Cables, tirantes o tensores
Ejemplos
Ejemplos
Ejemplos
En el columpio se han
señalado los esfuerzos que
soporta cada uno de sus
elementos:
Ejemplos
